如果把整个商标国际注册马德里体系比喻为一个工厂，那么各缔约方则是车间，它们对各自的产品——商标国际注册申请进行“生产加工”。世界知识产权组织国际局（以下简称国际局）类似于厂长办公室，负责全局的调度、协调以及规章的制定。
国际局设在瑞士日内瓦，其工作人员来自各缔约方。国际局负责对来自各缔约方的各种申请和通知进行登记、整理，然后分发给相应缔约方。
国际局的形式审查
国际局对商标国际注册申请只进行形式审查，主要审查申请书的填写是否符合《商标国际注册马德里协定》（以下简称马德里协定）、《商标国际注册马德里协定有关议定书》（以下简称马德里议定书）以及《商标国际注册马德里协定及其议定书共同实施细则》（以下简称《共同实施细则》）的要求，尤其要严格审查申请商标注册的商品和服务的表述是否正确，商品和服务所在类别的划分是否有误。
国际局还要审查商标国际注册申请的有关费用是否已缴纳。商标国际注册申请的规费可以由申请人直接向国际局缴纳，如果申请人所在缔约方的商标主管机构同意代收并转交此规费，也可由该机构向国际局缴纳。
对于国内申请人提交的商标国际注册申请，经过形式审查，国际局认为申请不符合有关规定的，将向国家工商总局商标局（以下简称商标局）、商标注册申请人或其代理人寄送不规范通知，提出修改意见，并要求上述三方予以答复，部分答复必须通过商标局转交。商标国际注册申请不规范可以分为以下3种情况：
一、关于商品和服务分类的不规范情况
国际局如果认为商标国际注册申请不符合《共同实施细则》第9条第4款（a）项中关于分类规定的要求，应就商品和服务的分类和组合提出自己的建议，并将建议通知书寄给原属局，同时通告申请人。必要时，建议通知书也会说明依据建议进行的分类和组合所需缴纳的规费数额。根据规费表，对于分类的不规范，国际局收费的标准是77瑞士法郎，如果建议超过20个词，则每词加收4瑞士法郎，对此我国申请人需要格外注意。原属局可在建议通知之日起3个月内向国际局提出对分类和组合的意见。如果原属局在通知之日起2个月内未就建议的分类和组合向国际局提出意见，国际局会发出提醒函再次通知原属局及申请人，敦促其回复该建议，该提醒函的发出不影响前面所述的3个月限期。国际局如果按照原属局或申请人所提出的意见撤回其建议，就会通知原属局和申请人。如果原属局或申请人提出了意见，但是国际局认为其意见不符合要求，就会坚持自己的建议，并就此通知原属局和申请人。在这种情况下，国际局会收取费用，这些费用需要在3个月内缴纳，否则申请会被视为放弃。如果原属局未按规定向国际局提出任何意见，国际局收取的建议费用应在通知之日起4个月内缴纳，否则申请会被视为放弃，国际局应就此通知原属局，并同时通告申请人。如果申请被视为放弃，国际局应在扣除653瑞士法郎的基本注册费的一半款额后，将针对该申请所收取的任何费用退还给付款方。在这种情况下，商标局可按照申请人及其代理人的要求，在扣除280元人民币的国际注册手续费之后，将其余费用退还给付款方。
二、关于商品和服务名称的不规范情况
国际局如果认为商标国际注册申请书中翻译的任何商品和服务所用的词语过于含混、费解或用词不正确，会就此同时通知原属局和申请人。在通知中，国际局可建议使用某替代词或建议删去该词。原属局可在通知发出之日起3个月内提出纠正不规范的建议。在这种情况下，商标局会通知申请人或其代理人，请其在规定期限内提出自己的建议并回复国际局。如果在3个月的期限内，原属局未提出国际局可接受的任何纠正不规范的建议，只要原属局已经明确了申请中出现的词应归入的类别，国际局会将该词列入国际注册中，但是国际注册中会包括一段说明，表示国际局认为其用词过于含混、费解或用词不正确。如果原属局未明确任何类别，国际局则可能删除该词，并同时通知原属局和申请人。如果在3个月的期限内，原属局提出的意见与国际局难以达成一致，按规定最后以国际局的意见为准。
三、除涉及商品和服务分类或其名称之外的不规范情况
1.过早向原属局提出请求。如果原属局收到要求向国际局提交专属马德里协定的商标国际注册申请，而该申请涉及的商标尚未在原属局注册簿上注册，根据马德里协定第3条第4款的规定，该申请应被视为由原属局于该商标在该局注册簿上注册之日收到。一般来说，商标局国际注册处会要求申请人拿到商标注册证后再提交国际注册申请。
如果原属局收到要求向国际局提交同属马德里协定和议定书的商标国际注册申请，而该申请涉及的商标尚未在该原属局注册簿上注册，那么该申请应被作为专属马德里议定书的国际申请处理，并且原属局应删除对任何受马德里协定约束的缔约方的指定。申请人可以作出声明，要求该申请在其商标取得基础注册后再生效。尽管有这样的规定，但是商标局国际注册处还是要求申请人在取得国内商标注册证之后再提交商标国际注册申请，否则会发出补正通知，要求申请人在规定时间内补正，未补正的视为放弃申请。
2.需由申请人或原属局纠正的不规范情况。如果原属局已向国际局缴纳应缴规费，而国际局认为收到的规费数额少于应缴数额，国际局应同时通知原属局和申请人，指出所欠款额。所欠款额可由原属局或申请人在国际局通知之日起3个月内补缴。如果未在规定期限内补缴所欠款额，该国际申请应被视为放弃，国际局应就此同时通知原属局和申请人。我国商标局会定期向国际局的账户内存入一定的规费，国际局每受理一个国际商标注册申请，就会从该账户上收取相应费用。
一般来说，商标局可以通过国际局分配的用户名和密码登录其网站查询规费情况，但是由于国内申请量增长迅猛，每笔申请的规费也很难预期，加上我国外汇管理制度的严格和复杂，也出现过商标局存入国际局账户的余额不足的情况，但因为有3个月的期限，所以没有出现过申请不被受理的情况。
3.需由原属局纠正的不规范情况。这些不规范情况包括未使用国际局要求的正式表格提交申请、申请中含有与申请人资格有关的不规范内容、申请没有原属局的签字、申请中没有包含基础申请或基础注册的日期和申请号等。对于上述情况，国际局应同时通知原属局和申请人。
以上不规范情况可由原属局在国际局发出关于不规范通知之日起3个月内予以纠正。如果在规定期限内不规范情况未被纠正，该申请被视为放弃，国际局应就此同时通知原属局和申请人。
4.关于指定属于马德里议定书缔约方的其他不规范情况。这种情况主要出现在指定美国的时候，除了提交MM2表格或MM3表格，还需要提交一份意欲使用商标的声明，也就是MM18表格。一般情况下，商标局在形式审查的时候会严格审查该表格是否齐备，但是遗漏该表格的现象也有发生。在收到国际局的补正通知后，如果商标局可以在提交国际注册申请的2个月内将该表格提交到国际局，则对美国的指定将生效，否则美国视为不被指定。
需要特别注意的是，上面提到的2个月时限是从提交该商标国际注册申请之日算起，而不是从收到不规范通知之日算起。如果该申请是在提交到原属局2个月内提交到国际局的，那么提交到原属局的日期就是该申请提交的日期。按照这个日期，申请人接到不规范通知时，往往已经超过了2个月的期限。在这种情况下，只能通过后期指定的方式再次指定美国。当然，相应的申请费用可以退还给付款人，但是如果申请只涉及美国，那么国际局会在扣除653瑞士法郎的基本注册费的一半之后将其他费用退还商标局，商标局在扣除280元人民币手续费之后将其他费用退还给付款人，该付款人可能是申请人或其代理人。付款人需要商标局退款的，应提交一份退款申请书，并附上付款证明的复印件。
国际局的注册登记
对形式审查合格的商标国际注册申请，国际局予以注册。在商标局标注的申请日期起2个月内国际局收到申请的，以商标局收到该申请的日期为国际注册日期；国际注册申请未在2个月内送达国际局的，以国际局的实际收到日期为国际注册日期。登记的内容包括商品和类别、国际注册号、图形要素国际分类编号代码、划分申请是依照马德里协定还是依照议定书指定、优先权日期和享有优先权的具体商品等商标国际注册申请所包含的全部数据。
商标国际注册的有效期为10年，自注册之日起计算。
颁发国际注册证
根据《共同实施细则》的规定，国际局应向申请人颁发国际商标注册证。通常情况下，国际商标注册证由国际局向申请人或其代理人直接寄送，也可以应原属局要求通过原属局转交。值得一提的是，该规定是国际局2003年应我国要求增加的。
目前，我国商标局承担着向申请人或其代理人转交国际注册证的工作。2003年以前，我国申请人的注册证由国际局直接寄送，由于申请人或其代理人地址翻译存在诸多不规范，大量注册证丢失，给申请人带来了很大麻烦。在这种情况下，商标局向国际局提出建议，对《共同实施细则》第14条第（1）款进行了修改，可以由缔约方的商标主管机构向申请人转交国际注册证。这一规定虽然增加了商标局的工作负担，但是国际注册证丢失的现象大为减少。
国际局除了形式审查、注册登记以及颁发国际商标注册证外，还从事以下工作：向被指定缔约方的商标主管机构转发国际注册申请书，发行《国际公告》，在国际局官方网站（www.wipo.int）上发布与商标国际注册有关的信息，转交驳回、转让、变更、注销等通知。